Oyster transcriptome response to Alexandrium exposure is related to saxitoxin load and characterized by disrupted digestion, energy balance, and calcium and sodium signaling

• Published in: Aquatic Toxicology
• Main Authors: Mat, Audrey, Klopp, Christophe, C., Payton, Laura, Jeziorski, Céline, Chalopin, Morgane, Amzil, Zouher, Tran, Damien, Wikfors, Gary, Hegaret, Helene, Soudant, Philippe, Huvet, Arnaud, Fabioux, Caroline
• Other Authors: Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Plateforme Bio-Informatique - Génotoul, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées Auzeville (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-IR BioInfOmics, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées Auzeville (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), NOAA National Marine Fisheries Service (NMFS), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), ANR ACCUTOX 13-CESA-0019, ANR-13-CESA-0019,ACCUTOX,De la caractérisation des déterminants de l'accumulation des toxines paralysantes (PST) chez l'huître (Crassostrea gigas) au risque sanitaire pour l'homme dans son contexte sociétal(2013)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2018
• Subjects: Transcriptomic; Ions channels; ACL; Paralytic shellfish toxins; Elastic-net regression; [SDE]Environmental Sciences; [SDV]Life Sciences [q-bio]; [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology; environment; [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology; Crassostrea gigas; Pacific oyster
• Online Access: https://hal.science/hal-02324597; https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2018.03.030

International audience Harmful Algal Blooms are worldwide occurrences that can cause poisoning in human seafood consumers as well as mortality and sublethal effets in wildlife, propagating economic losses. One of the most widespread toxigenic microalgal taxa is the dinoflagellate Genus Alexandrium, that includes species producing neurotoxins referred to as PST (Paralytic Shellfish Toxins). Blooms cause shellfish harvest restrictions to protect human consumers from accumulated toxins. Large inter-individual variability in toxin load within an exposed bivalve population complicates monitoring of shellfish toxicity for ecology and human health regulation. To decipher the physiological pathways involved in the bivalve response to PST, we explored the whole transcriptome of the digestive gland of the Pacific oyster Crassostrea gigas fed experimentally with a toxic Alexandrium minutum culture. The largest differences in transcript abundance were between oysters with contrasting toxin loads (1098 transcripts), rather than between exposed and non-exposed oysters (16 transcripts), emphasizing the importance of toxin load in oyster response to toxic dinoflagellates. Additionally, penalized regressions, innovative in this field, modeled accurately toxin load based upon only 70 transcripts. Transcriptomic differences between oysters with contrasting PST burdens revealed a limited suite of metabolic pathways affected, including ion channels, neuromuscular communication, and digestion, all of which are interconnected and linked to sodium and calcium exchanges. Carbohydrate metabolism, unconsidered previously in studies of harmful algal effects on shellfish, was also highlighted, suggesting energy challenge in oysters with high toxin loads. Associations between toxin load, genotype, and mRNA levels were revealed that open new doors for genetic studies identifying genetically-based low toxin accumulation.